ΣΠΟΥΔΕΣ - ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΕΣ ΕΡΓΑΣΙΕΣ

Ενίσχυση Μετώπου Εκσκαφής Σήραγγας με Δοκούς Προπορείας

Μεταπτυχιακός Φοιτητής : Κακογιαννάκη Ελευθερία
Επιβλέπων Καθηγητής: Καββαδάς Μ. , Αν. Καθηγητής
Ημερομηνία : Μάρτιος 2000

Περίληψη

Η διάνοιξη σηράγγων μέσα σε δυσμενείς γεωτεχνικά συνθήκες, όπως είναι η διέλευση μέσα από ασθενείς σχηματισμούς, ζώνες ρηγμάτων και περιοχές με μικρό υπερκείμενο μέσα σε αστικές περιοχές, είναι ένα δύσκολο πρόβλημα, ιδιαίτερα όταν οι επιτόπου τάσεις είναι υψηλές.   Κατά τη κατασκευή σηράγγων στις συνθήκες αυτές παρατηρούνται σημαντικά προβλήματα, κυρίως στην  περιοχή του μετώπου διάνοιξης.

Η τεχνική των δοκών προπορείας είναι μία τεχνική προενίσχυσης των φτωχών εδαφών που βρίσκονται μπροστά από το μέτωπο διάνοιξης της σήραγγας, ώστε η εκσκαφή να γίνει υπό ασφαλείς συνθήκες.

Η εφαρμογή της τεχνικής συνίσταται στην κατασκευή  ενός δακτυλίου υποοριζόντιων δοκών μπροστά από το μέτωπο διάνοιξης, οι οποίοι σχηματίζουν ένα τόξο στο έδαφος έξω και πάνω από το περίγραμμα της επικείμενης εκσκαφής και λειτουργούν ως μία επιτόπου υποστήριξη που τοποθετείται πριν από την εκσκαφή. 

Στο πρώτο μέρος της παρούσας εργασίας περιγράφεται ο τρόπος με τον οποίο πραγματοποιείται η επέμβαση με δοκούς προπορείας.  Παρουσιάζονται στοιχεία για τη διαδικασία εφαρμογής της τεχνικής, τα υλικά και τον εξοπλισμό που συνήθως χρησιμοποιούνται, καθώς οι σχετικές κατασκευαστικές  διατάξεις.  Επίσης αναφέρονται κάποιες περιπτώσεις εφαρμογής της τεχνικής στην Ελλάδα και στο Εξωτερικό. 

Ο μεγάλος αριθμός επιτυχών εφαρμογών της τεχνικής των δοκών προπορείας επιβεβαιώνει την αποτελεσματικότητά της, όμως λόγω της δυσκολίας υπολογιστικής προσομοίωσης της, συνήθως η τεχνική εφαρμόζεται με βάση τη διαθέσιμη εμπειρία από την εφαρμογή της σε ανάλογες συνθήκες.  

Στο δεύτερο μέρος της παρούσας εργασίας προτείνεται μία μέθοδος εισαγωγής της τεχνικής των δοκών προπορείας στην ανάλυση σηράγγων.  Η μέθοδος στηρίζεται στο ότι η περιοχή του σχηματισμού που ενισχύεται από τις δοκούς αποκτά αυξημένα μηχανικά χαρακτηριστικά.  

Η ανάλυση πραγματοποιείται σε δύο διαστάσεις και η τρισδιάστατη συμπεριφορά της περιοχής του μετώπου διάνοιξης της σήραγγας λαμβάνεται έμμεσα υπόψη μέσω των χαρακτηριστικών της ενισχυμένης ζώνης:  τα χαρακτηριστικά της ζώνης αυτής  σε πρώτη φάση εκτιμώνται με βάση τις ιδιότητες του αρχικού σχηματισμού και του συστήματος των δοκών προπορείας, αλλά στην συνέχεια τροποποιούνται, ώστε να λάβουν υπόψη και όλα τα στοιχεία που σχετίζονται με το τρισδιάστατο φαινόμενο.

Το δισδιάστατο μοντέλο ανάλυσης που χρησιμοποιείται κατά την εφαρμογή της προτεινόμενης μεθόδου ανάλυσης δεν υστερεί σε αποτελεσματικότητα από ένα τρισδιάστατο, πιο πολύπλοκο και χρονοβόρο προσομοίωμα, διότι λαμβάνονται υπόψη όλες οι σημαντικές παράμετροι που επηρεάζουν το φαινόμενο.  

Η μέθοδος εφαρμόστηκε για την ανάλυση μίας σήραγγας μεγάλων σχετικά διαστάσεων και εξετάστηκε η  κατασκευή της σε διάφορα βάθη και τύπους σχηματισμών υπό την προστασία τριών συστημάτων δοκών προπορείας.  Με βάση τα αποτελέσματα των αναλύσεων δημιουργήθηκαν νομογραφήματα, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εισαγωγή της τεχνικής στην ανάλυση και τον σχεδιασμό σηράγγων με ανάλογα χαρακτηριστικά.

 
Αρχική σελίδα  | A D Ε R S      | Σχολή Πολιτικών Μηχανικών  | ΕΜΠ